(57)【要約】      （修正有）【課題】ロボットアームに装着される自己駆動挟持爪を提供する。【解決手段】ロボットアーム２０００は、本体２０１０と末端部２０２０を備える。自己駆動挟持爪は、ケース１と、回転部材２と、移動部材３と、少なくとも１つの爪部材４と、を備える。ケースは、本体に接続される。回転部材は、ケース内に設置され、末端部に接続される。移動部材は、移動可能にケース内に設置され、回転部材に接続される。移動部材は、少なくとも１つの溝部３３を有する。爪部材は、揺動可能にケースに枢設される。爪部材の一部は、対応する溝部に当接する。回転部材が末端部に伴って回転すると、回転部材は、移動部が回動中心軸Ｘに沿って直線運動するように駆動することで、爪部材がケースに対して揺動するように駆動する。【選択図】図２
0003228486.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
自己駆動挟持爪であって、ロボットアームに装着される自己駆動挟持爪であり、前記ロボットアームは、本体と末端部を備え、前記末端部は、フランジ面と、前記フランジ面に形成された少なくとも１つのロッキング孔を有し、前記フランジ面は、回動中心軸を定義し、
前記自己駆動挟持爪は、
前記本体に接続されるケースと、
前記ケース内に設置され、前記フランジ面に接続される接続面を有する回転部材と、
移動可能に前記ケース内に設置され、前記回転部材に接続され、少なく１つの溝部を有する移動部材と、
揺動可能に前記ケースに枢設され、一部が対応する前記溝部に当接する爪部材と、を備え、
前記回転部材が前記末端部に伴って回転すると、前記回転部材は、前記移動部が前記回動中心軸に沿って直線運動するように駆動することで、前記爪部材が前記ケースに対して揺動するように駆動する自己駆動挟持爪。
【請求項２】
前記ケースは、さらに第一ガイド部材を有し、前記移動部材は、さらに第二ガイド部材を有し、前記第一ガイド部材と前記第二ガイド部材は、互いにマッチし、前記回転部材が前記フランジ面に伴って回転すると、前記第一ガイド部材は、前記移動部材が前記ケースに対して前記回動中心軸に沿って直線運動するようにガイドすることを特徴とする請求項１記載の自己駆動挟持爪。
【請求項３】
前記回転部材は、さらに第一伝動構造を有し、前記移動部材は、さらに第二伝動構造を有し、前記第一伝動構造と前記第二伝動構造は、互いにマッチし、前記回転部材が回転すると、前記第一伝動構造は、前記第二伝動構造に対して回転し、前記第二伝動構造を駆動し、前記第一ガイド部材と前記第二ガイド部材は、互いにマッチし、前記移動部材は、前記回動中心軸に沿って、前記フランジ面に近づく方向または前記フランジ面から離れた方向に移動することを特徴とする請求項２記載の自己駆動挟持爪。
【請求項４】
前記回転部材が第一回転方向に回転する場合に、前記移動部材は、前記回動中心軸に沿って第一方向に向けて移動し、前記回転部材が第二回転方向に回転する場合に、前記移動部材は、前記回動中心軸に沿って第二方向に向けて移動し、前記第二方向は、前記第一方向とは逆の方向であることを特徴とする請求項３記載の自己駆動挟持爪。
【請求項５】
前記第一ガイド部材は、前記回動中心軸に沿って延在して設置されるガイドロッドを有し、前記第二ガイド部材は、前記回動中心軸に沿って延在して設置されるガイド孔を有し、前記ガイドロッド及び前記ガイド孔は、それぞれ互いに対応する非円形状の断面を有することで、前記移動部材が前記回動中心軸に沿って移動するように制限することを特徴とする請求項４記載の自己駆動挟持爪。
【請求項６】
前記回転部材は、さらに包囲部を有し、前記第一伝動構造は、前記包囲部に形成された雌ねじであり、前記移動部材は、さらに突出部を有し、前記第二伝動構造は、前記突出部に形成された雄ねじであり、前記突出部は、前記包囲部内に設置され、前記雌ねじと前記雄ねじは、互いにマッチしていることを特徴とする請求項５記載の自己駆動挟持爪。
【請求項７】
前記移動部材は、さらに中央貫通孔と軸受を有し、前記中央貫通孔と前記ガイド孔は、互いに連通し、前記ガイド孔の断面は、前記中央貫通孔の断面より小さく、前記軸受は、前記中央貫通孔内に設置され、前記ガイドロッドに取り付けられることを特徴とする請求項６記載の自己駆動挟持爪。
【請求項８】
前記移動部材は、さらに止め輪を有し、前記突出部の内面には、溝が形成され、前記止め輪は、前記中央貫通孔内に設置され、前記溝に係合されることで、前記軸受を位置決めすることを特徴とする請求項７記載の自己駆動挟持爪。
【請求項９】
前記第一ガイド部材は、少なくとも１つのガイドロッドを有し、前記ガイドロッドは、前記回動中心軸に平行であり、前記第二ガイド部材は、少なくとも１つのガイド孔を有し、前記ガイド孔は、前記回動中心軸に平行であり、前記ガイドロッドと前記ガイド孔は、互いに対応してマッチしていることを特徴とする請求項４記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１０】
前記回転部材は、さらにシャフトを有し、前記第一伝動構造は、前記シャフトに形成された雄ねじであり、前記移動部材は、さらに中央貫通孔を有し、前記第二伝動構造は、前記中央貫通孔に形成された雌ねじであり、前記シャフトは、前記中央貫通孔に貫設され、前記雌ねじと前記雄ねじは、互いにマッチしていることを特徴とする請求項９記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１１】
前記回転部材は、さらに第一プレート及び少なくとも１つの凹穴を有し、前記第一プレートには、前記フランジ面に接続される前記接続面が形成され、前記凹穴は、前記第一プレートの周縁に形成され、前記ロッキング孔に対向することを特徴とする請求項１０記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１２】
前記回転部材は、さらに第一伝動構造を有し、前記移動部材は、さらに第二伝動構造を有し、前記第一伝動構造と前記第二伝動構造は、互いにマッチし、ボールネジ機構を形成し、前記回転部材が回転すると、前記第一伝動構造は、前記第二伝動構造に対して回転し、前記第二伝動構造を駆動することで、前記移動部材が前記回動中心軸に沿って前記フランジ面に近づく方向または前記フランジ面から離れた方向に移動するように駆動することを特徴とする請求項１記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１３】
前記回転部材が前記末端部に伴って回転すると、前記移動部材は、前記爪部材が掴み位置と開放位置に切り替えるように、前記回動中心軸の方向に沿って第一位置と第二位置との間に直線運動することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１４】
前記自己駆動挟持爪は、さらに少なくとも１つの第一締付け部材を有し、前記回転部材は、少なくとも１つの第一締付け孔を有し、前記第一締付け部材は、前記回転部材の前記接続面が前記末端部の前記フランジ面に接続されるように、前記第一締付け孔に設置されて前記末端部に固定されることを特徴とする請求項１３記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１５】
前記爪部材は、凸部を有し、前記凸部は、円弧状表面を有し、前記溝部は、凹入空間と溝壁を有し、前記爪部材の前記凸部は、前記凹入空間内に設置され、かつ前記溝壁に当接することを特徴とする請求項１４記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１６】
前記ケースは、少なくとも１つの貫通溝を有し、前記爪部材は、前記貫通溝を通して、前記凸部で前記溝部内に設置されることを特徴とする請求項１５記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１７】
前記爪部材は、さらに枢設部材を有し、前記爪部材は、前記枢設部材で回動可能に前記ケースに接続されることを特徴とする請求項１６記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１８】
前記ケースは、少なくとも１つの第一貫通孔を有し、前記移動部材は、少なくとも１つの第二貫通孔を有し、前記フランジ面が初期角度にある場合、前記第一貫通孔と前記第二貫通孔は前記第一締付け孔に対向し、前記第一締付け部材は、前記第一締付け孔を通して前記末端部の前記ロッキング孔に締付けられることを特徴とする請求項１７記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１９】
前記自己駆動挟持爪は、さらに少なくとも１つの第二締付け部材を有し、前記ケースは、前記第二締付け部材によって前記ロボットアームの前記本体に設置されることを特徴とする請求項１４記載の自己駆動挟持爪。
【請求項２０】
前記ケースは、さらにボディ及びソケットを有し、前記ソケットは、前記ロボットアームの前記本体に固定され、前記ボディは、前記ソケットに固定されることを特徴とする請求項１９記載の自己駆動挟持爪。
【請求項２１】
前記ソケットは、複数の挟持部材を有し、前記第二締付け部材は、前記挟持部材が環状になってかつ前記本体の輪郭にマッチするように、前記挟持部材に設置されることを特徴とする請求項２０記載の自己駆動挟持爪。
【請求項２２】
前記ケースは、さらに少なくとも１つの第二締付け孔を有し、前記第二締付け部材は、前記第二締付け孔を通して、前記ケースを前記ロボットアームの前記本体に固定することを特徴とする請求項１９記載の自己駆動挟持爪。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、挟持爪に関し、特に、ロボットアームに装着され、別途独立の駆動源を必要としない挟持爪に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のロボットアームに装着される挟持爪として、一般的に、少なくとも１つの爪部材を有する外付けの挟持爪が知られている。前記爪部材の開閉の駆動源は、ロボットアームではない。詳しくは、既知の挟持爪、例えば、電動の挟持爪や空気圧駆動の挟持爪などは、爪部材の開閉用の駆動源を別途設置する必要がある。電動の挟持爪は、モータに接続されて動作し、空気圧駆動の挟持爪は、チューブとシリンダーに接続されて動作する。また、爪部材の開閉を制御するために、独立の駆動源の他に、挟持爪に対して信号を送信する独立の信号源を別途設置する必要がある。しかし、外付けの独立の駆動源と信号源によって、ロボットアームの構造と回路を複雑化するおそれがある。
【考案の概要】
【０００３】
本考案は、ロボットアームを駆動源にする挟持爪を提供することを目的としている。挟持爪は、ロボットアームの末端部を駆動源として直接に利用するので、挟持爪を簡単にロボットアームに取り付ければよい。他の駆動源の回路を別途設置しなくても動作可能なので、挟持爪をロボットアームに取り付ける手間を簡略化することができる。また、操作上にロボットアーム以外の信号源を別途設置する必要がなく、ロボットアームを操作するだけで挟持爪の開閉を制御することができる。
【０００４】
上記目的を達成するため、本考案は、ロボットアームに装着される自己駆動挟持爪を開示する。前記ロボットアームは、本体と末端部を備える。前記末端部は、フランジ面と、少なくとも１つのロッキング孔とを有する。前記ロッキング孔は、前記フランジ面に形成される。前記フランジ面は、回動中心軸を定義する。前記自己駆動挟持爪は、ケース、回転部材、移動部材、及び爪部材を備える。前記ケースは、前記本体に接続される。前記回転部材は、前記ケース内に設置され、前記フランジ面に接続される接続面を有する。前記移動部材は、移動可能に前記ケース内に設置され、前記回転部材に接続される。前記移動部材は、少なくとも１つの溝部を有する。前記爪部材は、揺動可能に前記ケースに枢設される。前記爪部材の一部は、対応する前記溝部に当接する。前記回転部材が前記末端部に伴って回転すると、前記回転部材は、前記移動部が前記回動中心軸に沿って直線運動するように駆動することで、前記爪部材が前記ケースに対して揺動するように駆動する。
【０００５】
前記ケースは、さらに第一ガイド部材を有する。前記移動部材は、さらに第二ガイド部材を有する。前記第一ガイド部材と前記第二ガイド部材は、互いにマッチしている。前記回転部材が前記フランジ面に伴って回転すると、前記第一ガイド部材は、前記移動部材が前記ケースに対して前記回動中心軸だけに沿って直線運動するようにガイドする。
【０００６】
前記回転部材は、さらに第一伝動構造を有する。前記移動部材は、さらに第二伝動構造を有する。前記第一伝動構造と前記第二伝動構造は、互いにマッチしている。前記回転部材が回転すると、前記第一伝動構造は、前記第二伝動構造に対して回転し、前記第二伝動構造を駆動する。前記第一ガイド部材と前記第二ガイド部材は、互いにマッチしている。前記移動部材は、前記回動中心軸に沿って、前記フランジ面に近づく方向または前記フランジ面から離れた方向に移動する。
【０００７】
前記回転部材が第一回転方向に回転する場合に、前記移動部材は、前記回動中心軸に沿って第一方向に向けて移動する。前記回転部材が第二回転方向に回転する場合に、前記移動部材は、前記回動中心軸に沿って第二方向に向けて移動する。前記第二方向は、前記第一方向とは逆の方向である。
【０００８】
本考案の実施例において、前記第一ガイド部材は、前記回動中心軸に沿って延在して設置されるガイドロッドを有する。前記第二ガイド部材は、前記回動中心軸に沿って延在して設置されるガイド孔を有する。前記ガイドロッド及び前記ガイド孔は、それぞれ互いに対応する非円形状の断面を有することで、前記移動部材が前記回動中心軸に沿って移動するように制限する。
【０００９】
前記回転部材は、さらに包囲部を有する。前記第一伝動構造は、前記包囲部に形成された雌ねじである。前記移動部材は、さらに突出部を有する。前記第二伝動構造は、前記突出部に形成された雄ねじである。前記突出部は、前記包囲部内に設置される。前記雌ねじと前記雄ねじは、互いにマッチしている。
【００１０】
前記移動部材は、さらに中央貫通孔と軸受を有する。前記中央貫通孔と前記ガイド孔は、互いに連通している。前記ガイド孔の断面は、前記中央貫通孔の断面より小さい。前記軸受は、前記中央貫通孔内に設置され、前記ガイドロッドに取り付けられる。
【００１１】
前記移動部材は、さらに止め輪を有する。前記突出部の内面には、溝が形成される。前記止め輪は、前記中央貫通孔内に設置され、前記溝に係合されることで、前記軸受を位置決めする。
【００１２】
本考案の他の実施例において、前記第一ガイド部材は、少なくとも１つのガイドロッドを有する。前記ガイドロッドは、前記回動中心軸に平行である。前記第二ガイド部材は、少なくとも１つのガイド孔を有する。前記ガイド孔は、前記回動中心軸に平行である。前記ガイドロッドと前記ガイド孔は、互いに対応してマッチしている。
【００１３】
前記回転部材は、さらにシャフトを有する。前記第一伝動構造は、前記シャフトに形成された雄ねじである。前記移動部材は、さらに中央貫通孔を有する。前記第二伝動構造は、前記中央貫通孔に形成された雌ねじである。前記シャフトは、前記中央貫通孔に貫設される。前記雌ねじと前記雄ねじは、互いにマッチしている。
【００１４】
前記回転部材は、さらに第一プレート及び少なくとも１つの凹穴を有する。前記第一プレートには、前記フランジ面に接続される前記接続面が形成される。前記凹穴は、前記第一プレートの周縁に形成され、前記ロッキング孔に対向する。
【００１５】
代替的に、前記回転部材は、さらに第一伝動構造を有する。前記移動部材は、さらに第二伝動構造を有する。前記第一伝動構造と前記第二伝動構造は、互いにマッチし、ボールネジ機構を形成する。前記回転部材が回転すると、前記第一伝動構造は、前記第二伝動構造に対して回転し、前記第二伝動構造を駆動することで、前記移動部材が前記回動中心軸に沿って前記フランジ面に近づく方向または前記フランジ面から離れた方向に移動するように駆動する。
【００１６】
前記回転部材が前記末端部に伴って回転すると、前記移動部材は、前記爪部材が掴み位置と開放位置に切り替えるように、前記回動中心軸の方向に沿って第一位置と第二位置との間に直線運動する。
【００１７】
前記自己駆動挟持爪は、さらに少なくとも１つの第一締付け部材を有する。前記回転部材は、少なくとも１つの第一締付け孔を有する。前記第一締付け部材は、前記回転部材の前記接続面が前記末端部の前記フランジ面に接続されるように、前記第一締付け孔に設置されて前記末端部に固定される。
【００１８】
前記爪部材は、凸部を有する。前記凸部は、円弧状表面を有する。前記溝部は、凹入空間と溝壁を有する。前記爪部材の前記凸部は、前記凹入空間内に設置され、かつ前記溝壁に当接する。
【００１９】
前記ケースは、少なくとも１つの貫通溝を有する。前記爪部材は、前記貫通溝を通して、前記凸部で前記溝部内に設置される。
【００２０】
前記爪部材は、さらに枢設部材を有する。前記爪部材は、前記枢設部材で回動可能に前記ケースに接続される。
【００２１】
前記ケースは、少なくとも１つの第一貫通孔を有する。前記移動部材は、少なくとも１つの第二貫通孔を有する。前記フランジ面が初期角度にある場合、前記第一貫通孔と前記第二貫通孔は前記第一締付け孔に対向する。前記第一締付け部材は、前記第一締付け孔を通して前記末端部の前記ロッキング孔に締付けられる。
【００２２】
前記自己駆動挟持爪は、さらに少なくとも１つの第二締付け部材を有する。前記ケースは、前記第二締付け部材によって前記ロボットアームの前記本体に設置される。
【００２３】
本考案の実施例において、前記ケースは、さらにボディとソケットを有する。前記ソケットは、前記ロボットアームの前記本体に固定される。前記ボディは、前記ソケットに固定される。
【００２４】
前記ソケットは、複数の挟持部材を有する。前記第二締付け部材は、前記挟持部材が環状になってかつ前記本体の輪郭にマッチするように、前記挟持部材に設置される。
【００２５】
本考案の他の実施例において、前記ケースは、さらに少なくとも１つの第二締付け孔を有する。前記第二締付け部材は、前記第二締付け孔を通して、前記ケースを前記ロボットアームの前記本体に固定する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪を示す斜視図である。
【図２】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪を示す分解斜視図である。
【図３】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪がロボットアームに接続された状態を示す斜視図である。
【図４】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪のケースを示す斜視図である。
【図５】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪を示す部分斜視図である。
【図６】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪を示す他の部分斜視図である。
【図７】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪を示す他の斜視図である。
【図８】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪を示す他の部分斜視図である。
【図９】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪が掴み位置にある状態を示す部分斜視図である。
【図１０】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪が開放位置にある状態を示す部分斜視図である。
【図１１】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪が前記掴み位置にある状態を示す一部省略斜視図である。
【図１２】本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪が前記開放位置にある状態を示す一部省略斜視図である。
【図１３】本考案の第二実施例に係る自己駆動挟持爪を示す斜視図である。
【図１４】本考案の第二実施例に係る自己駆動挟持爪を示す分解斜視図である。
【図１５】本考案の第二実施例に係る自己駆動挟持爪がロボットアームに接続された状態を示す斜視図である。
【図１６】本考案の第二実施例に係る自己駆動挟持爪のケースを示す斜視図である。
【図１７】本考案の第二実施例に係る自己駆動挟持爪を示す部分斜視図である。
【図１８】本考案の第二実施例に係る自己駆動挟持爪を示す他の斜視図である。
【図１９】本考案の第二実施例に係る自己駆動挟持爪を示す他の部分斜視図である。
【図２０】本考案の第二実施例に係る自己駆動挟持爪が掴み位置にある状態を示す一部省略斜視図である。
【図２１】本考案の第二実施例に係る自己駆動挟持爪が開放位置にある状態を示す一部省略斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００２７】
図１及び図２は、本考案の第一実施例に係る自己駆動挟持爪１０００を示す斜視図及び分解斜視図である。自己駆動挟持爪１０００は、物体を挟持することができ、ケース１、回転部材２、移動部材３、少なくとも１つの爪部材４、少なくとも１つの第一締付け部材５、及び少なくとも１つの第二締付け部材６を備える。本実施例の図面では、３つの爪部材４、４つの第一締付け部材５、及び２つの二締付け部材６を示して説明するが、それらの数量はこれに限定されない。
【００２８】
図２、図３、及び図４に示すように、自己駆動挟持爪１０００は、ロボットアーム（ｒｏｂｏｔｉｃ  ａｒｍ）２０００に装着される。ロボットアーム２０００は、本体２０１０と末端部２０２０を備える。末端部２０２０は、フランジ面２０２１及び４つのロッキング孔２０２２を有する。前記ロッキング２０２２孔は、前記フランジ面２０２１に形成される。説明の便宜上、フランジ面２０２１は回動中心軸Ｘを定義するとしている。
【００２９】
ケース１は、ロボットアーム２０００の本体２０１０に接続される。ケース１は、ボディ１１、ソケット１２、第一ガイド部材１３、４つの第一貫通孔１４、３つの貫通溝１５、及び６つの枢設孔１６を有する。ボディ１１は、ソケット１２に固定される。ボディ１１は、天板１１１、天板１１１に接続される側壁１１２、及び収容空間１１３を有する。本実施例においては、側壁１１２と天板１１１によって収容空間１１３が定義される。ボディ１１は、外側に向けて延伸する６つのウイング１１２１を有する。ウイング１１２１は、２つを１セットとして間隔をおいて設置される。同じセットの２つのウイング１１２１は、間隔をおいて設置される。収容空間１１３には、回転部材２及び移動部材３が収容される。ソケット１２は、ロボットアーム２０００の本体２０１０に固定される。ソケット１２は、２つの挟持部材１２１を有する。２つの挟持部材１２１は、本体２０１０の輪郭２０１１にマッチし、合わせて環状になって本体２０１０の周縁を包囲することができる。挟持部材１２１は、第二締付け部材６によって固定される。それによって、挟持部材１２１は、強固に本体２０１０を挟持することができる。第一ガイド部材１３は、回動中心軸Ｘに沿って延在するガイドロッド１３１を有する。ガイドロッド１３１は、ボディ１１の天板１１１の中央に設置される。本実施例に係るガイドロッド１３１は、ネジで天板１１１に固定される。第一貫通孔１４は、ボディ１１の天板１１１に形成される。３つの貫通溝１５は、それぞれボディ１１の側壁１１２に形成される。爪部材４は、貫通溝１５を通して設置される。枢設孔１６は、それぞれボディ１１のウイング１１２１に形成される。爪部材４は、枢設孔１６によって枢設される。
【００３０】
図２及び図５に示すように、回転部材２は、ケース１内に設置され、片側が窪む円盤状になっている。回転部材２は、第一プレート２１、包囲部２２、４つの第一締付け孔２３、及び第一伝動構造２５を有する。第一プレート２１は、接続面２１１を有する。接続面２１１は、フランジ面２０２１に当接するように固定される。包囲部２２は、第一プレート２１の周縁から回動中心軸Ｘに平行して本体２０１０から離れた方向に向けて延伸する。第一伝動構造２５は、包囲部２２に形成される。本実施例において、第一伝動構造２５は、移動部３に螺合される雌ねじである。第一締付け孔２３は、第一プレート２１に形成された貫通孔である。第一締付け部材５は、第一締付け孔２３を通して末端部２０２０に締付けられる。それによって、回転部材２は、末端部２０２０に接続される。
【００３１】
図６を合わせて参照すると、移動部材３は、回動中心軸Ｘに沿ってスライド可能にケース１内に設置され、かつ回転部材２に螺合される。移動部材３は、第二プレート３１、第二プレート３１から回動中心軸Ｘに沿って本体２０１０に近づく方向に向けて延伸する突出部３２、３つの溝部３３、第二ガイド部材３４、中央貫通孔３５、軸受３６、止め輪３７、４つの第二貫通孔３８、及び第二伝動構造３９を有する。第二伝動構造３９は、突出部３２に形成され、かつ回転部材２に螺合される。本実施例において、第二伝動構造３９は、雄ねじである。第一伝動構造２５と第二伝動構造３９は、互いにマッチしている。すなわち、包囲部２２に形成された雌ねじと、突出部３２に形成された雄ねじは、互いにマッチしている。複数の溝部３３は、それぞれ第二プレート３１の側面に形成される。爪部材４は、溝部３３を通して設置される。溝部３３は、凹入空間３３１と溝壁３３２を有する。前記溝壁３３２によって、凹入空間３３１が定義される。第二ガイド部材３４は、回動中心軸Ｘに沿って延伸するガイド孔３４１を有する。ガイド孔３４１は、第二プレート３１を貫通するように形成される。ガイドロッド１３１は、ガイド孔３４１の位置に対応して、ガイド孔３４１を通して設置される。ガイドロッド１３１とガイド孔３４１は、互いに対応する非円形状の断面を有することで、回転部材２がロボットアーム２０００のフランジ面２０２１の駆動によって回転する際に、移動部材３は、ケース１に対して回転することなく、ケース１に対して回動中心軸Ｘに沿って移動するように制限される。中央貫通孔３５とガイド孔３４１は連通しており、軸受３６はその中に設置される。中央貫通孔３５の断面は、ガイド孔３４１の断面より大きい。軸受３６内には、ガイドロッド１３１が設置されている。軸受３６は、第二プレート３１と止め輪３７の間に挟持される。突出部３２における回転部材２に近い内面には、溝が形成される。止め輪３７は、中央貫通孔３５内に設置され、前記溝に係合されることで、軸受３６を位置決めする。それによって、移動部材３が回動中心軸Ｘに沿って移動しても、軸受３６が中央貫通孔３５から抜けることはない。第二貫通孔３８は、回動中心軸Ｘに沿って第二プレート３１と突出部３２を貫通する。各第二貫通孔３８は、それぞれケース１の各第一貫通孔１４と対応する。軸受３６は、ボールベアリングである。軸受３６とガイドロッド１３１の組み合わせによって、移動部材３はスムーズにケース１に対して移動することが可能である。
【００３２】
図７及び図８に示すように、爪部材４は、揺動可能にケース１のウイング１１２１に設置される。爪部材４の一部は、前記貫通溝１５を通して前記溝部３３内に設置される。図２に示すように、各爪部材４は、枢設部材４１と凸部４２を有する。各枢設部材４１は、それぞれ枢設孔１６を通して設置される。凸部４２は、溝部３３内に延伸し、その一部が溝壁３３２に当接している。そのため、爪部材４は、移動部材３の移動に連動してケース１に対して揺動することができる。
【００３３】
詳しくは、各凸部４２は、細長い突起部である。各溝部３３は、凸部４２よりやや大きい凹入部であり、凸部４２を収容することが可能である。図９及び図１０に示すように、各凸部４２は、円弧状表面４２１を有する。移動部材３が回動中心軸Ｘに沿って移動すると、凸部４２は、溝部３３の凹入空間３３１内に回動し、円弧状表面４２１で前記溝壁３３２に当接する。それによって、移動部材３がいずれの位置に停止した場合に、爪部材４は、それに伴って停止した状態になる。また、移動部材３が移動すると、爪部材４は、スムーズにケース１に対して揺動することが可能である。
【００３４】
以下、回転部材２、移動部材３、及び爪部材４の動作関係を説明する。末端部２０２０が回転すると、回転部材２の接続面２１１がフランジ面２０２１に当接しているため、回転部材２は、末端部２０２０に伴って回動中心軸Ｘを軸に回転する。その際、第一伝動構造２５（即ち、雌ねじ）は、第二伝動構造３９（即ち、雄ねじ）に対して回転し、第二伝動構造３９が移動するように駆動する。第一ガイド部材１３と第二ガイド部材３４の組み合わせによって、移動部材３は、回転することなく、ケース１に対して回動中心軸Ｘに沿って直線運動するように制限される。詳しくは、ガイドロッド１３１とガイド孔３４１が互いに対応する非円形状の断面を有することで、移動部材３が回転部材２と末端部２０２０に伴って回転することが抑制される。回転部材２の回転に伴って、移動部材３は、回転することなく、回動中心軸Ｘに沿って前後方向の移動のみを行う。また、爪部材４は、移動部材３の溝部３３に当接しているため、移動部材３の前後方向の移動によって、ケース１に対して揺動し、開閉動作を行うように構成される。
【００３５】
言い換えれば、回転部材２が末端部２０２０に伴って回転すると、第一ガイド部材１３と第二ガイド部材３４は、フランジ面２０２１の回転運動を移動部材３の直線運動に変換することが可能である。移動部材３は、ガイドロッド１３１で回動中心軸Ｘに沿って第一位置と第二位置との間に移動する。それによって、爪部材４は、連動して掴み位置と開放位置に切り替える。図９及び図１１に示すように、移動部材３が第一位置（図面では比較的に高い位置）に移動した場合、爪部材４は掴み位置に切り替える。図１０及び図１２に示すように、移動部材３が第二位置（図面では比較的に低い位置）に移動した場合、爪部材４は開放位置に切り替える。爪部材４の掴み位置と開放位置への切り替えを制御することによって、物品の挟持とリリースを実現することができる。
【００３６】
さらに詳しくは、回転部材２が第一回転方向に回転する場合に、移動部材３は、回動中心軸Ｘに沿って第一方向に向けて移動し、すなわち、第二位置に向けて移動する。回転部材２が第二回転方向に回転する場合に、移動部材３は、回動中心軸Ｘに沿って第二方向に向けて移動し、すなわち、第一位置に向けて移動する。第一方向と第二方向は逆方向であり、回動中心軸Ｘと重なっている。
【００３７】
図２に示すように、本考案に係る自己駆動挟持爪１０００をロボットアーム２０００に取り付ける際に、まず、フランジ面２０２１を初期角度に調整する。それによって、第一貫通孔１４、第二貫通孔３８、第一締付け孔２３、及びロッキング孔２０２２の位置を合わせる。すなわち、第一貫通孔１４、第二貫通孔３８、第一締付け孔２３、及びロッキング孔２０２２は、回動中心軸Ｘに平行な直線上に配置される。第一締付け部材５は、順次に第一貫通孔１４、第二貫通孔３８、及び第一締付け孔２３を通して、末端部２０２０に締め付けられる。それによって、使用者は、便利に挟持爪１０００を装着することができる。
【００３８】
なお、本実施例において、第一貫通孔１４、第二貫通孔３８、及び第一締付け孔２３の数量は、それぞれ４つである。しかし、他の実施例において、第一貫通孔１４、第二貫通孔３８、及び第一締付け孔２３の数量は、４つに限定されるものではない。それらの数量は、同じ数量でなくてもよい。それぞれの１つが同じ直線上に配置されればよい。
【００３９】
また、ロボットアーム２０００の末端部２０２０は、自動回転軸である。ロボットアーム２０００がＮ個（Ｎは１より大きい正の整数）の制御可能な軸を備え、自己駆動挟持爪１０００がロボットアーム２０００に装着された場合に、ケース１が本体２０１０（末端部２０２０以外の部分）に接続され、回転部材２が末端部２０２０に接続され、末端部２０２０の回転で爪部材４の開閉を制御する場合、ロボットアーム２０００の先端の空間における移動の自由度は１つ少なく、Ｎ−１個の自由度になる。
【００４０】
ロボットアーム２０００の本体２０１０にとって、ケース１は、直接に本体２０１０に固定されたので、移動しない部品である。ロボットアーム２０００の末端部２０２０の回転によって、ケース１内の回転部材２は連動して回転し、移動部材３の直線運動と爪部材４の開閉を駆動する。そのため、ケース１にとって、回転部材２、移動部材３、及び爪部材４は、移動する部品である。
【００４１】
図１３、図１４、及び図１５は、本考案の第二実施例に係る自己駆動挟持爪１０００を示す斜視図、分解図、及びロボットアーム２０００に接続された状態を示す斜視図である。第二実施例に係る自己駆動挟持爪１０００の構造とメカニズムは、第一実施例と略同じなので、両者の相違点について説明する。
【００４２】
まず、本実施例に係るケース１について説明する。図１４及び図１６に示すように、本実施例に係るケース１は、一体成形されている。ケース１は、外観として、円柱状の前方ケース１７、角柱状の後方ケース１８、及び２つの第二締付け孔１９を有する。収容空間１１３は、前方ケース１７と後方ケース１８によって定義される。第二締付け孔１９は、後方ケース１８に形成される。前方ケース１７は、天板１７１と側壁１７２を有する。本実施例において、側壁１７２は、環状に形成されている。側壁１７２には、外側に向けて延伸する３つのウイング１７２１が設置される。４つの第一貫通孔１４は、前方ケース１７の天板１７１に形成される。３つの貫通溝１５は、側壁１７２に形成される。
【００４３】
なお、本実施例において、ケース１とロボットアーム２０００の接続方式は、第一実施例と異なる。各第二締付け部材６は、それぞれ第二締付け孔１９を通して設置され、ロボットアーム２０００の本体２０１０に締め付けられる。それによって、ケース１は、本体２０１０に固着される。
【００４４】
本実施例において、第一ガイド部材１３は、３つのガイドロッド１３１を有する。ガイドロッド１３１は、回動中心軸Ｘに平行し、移動部材３の第二ガイド部材３４における３つのガイド孔３４１に対応する（図１７参照）。すなわち、ガイド孔３４１もそれぞれ回動中心軸Ｘに平行してガイドロッド１３１に対応するので、移動部材３がケース１に対して回転することは抑制される。
【００４５】
図１７は、本考案の第二実施例に係る回転部材２と移動部材３を示す斜視図である。本実施例に係る回転部材２は、包囲部２２が省かれ、シャフト２４と４つの凹穴２６を有する。本実施例において、第一伝動構造２５は、シャフト２４に形成された雄ねじである。シャフト２４は、第一プレート２１の中央部に接続され、移動部材３に螺合される。凹穴２６は、第一プレート２１の周縁に形成され、ロッキング孔２０２２に対応する。
【００４６】
本実施例において、移動部材３全体は、円盤状になっている。ガイド孔３４１と中央貫通孔３５は、第二プレート３１を貫通するが、互いに連通していない。ガイド孔３４１は、それぞれガイドロッド１３１の位置に対応して形成される。移動部材３の第二伝動構造３９は、中央貫通孔３５内に形成された雌ねじである。第一伝動構造２５と第二伝動構造３９は、互いにマッチし、すなわち、雄ねじと雌ねじは互いにマッチしている。シャフト２４は、中央貫通孔３５を通して設置される。回転部材２が回転すると、回転部材２と移動部材３が互いに接続されるので、移動部材３は、回動中心軸Ｘに沿って移動するように駆動される。
【００４７】
図１８及び図１９は、第二実施例に係る爪部材４、ケース１、及び移動部材３の接続関係を示している。各爪部材４は、第一実施例と同様に、枢設部材４１でケース１に枢設され、凸部４２で移動部材３の溝部３３の溝壁３３２に当接する。しかし、本実施例において、枢設孔１６は、前記ウイング１７２１に形成され、枢設部材４１に対応する。枢設部材４１は、枢設孔１６に対応して前方ケース１７のウイング１７２１に設置される。それによって、各爪部材４は、ケース１に対して揺動することが可能である。図２０及び図２１は、移動部材３が異なる位置にあった際に自己駆動挟持爪の状態を示している。図２０は、移動部材３が第一位置にあり、爪部材４が掴み位置にある状態を示している。図２１は、移動部材３が第二位置にあり、爪部材４が開放位置にある状態を示している。
【００４８】
本考案の他の実施例において、ボールネジ機構を利用して第一伝動構造２５と第二伝動構造３９を形成してもよい。ボールネジ機構によって、自己駆動挟持爪１０００は、ガイド部材が存在しなくても、移動部材３がケース１に対して回転することを抑制することができる。そのため、ケース１の第一ガイド部材１３と移動部材３の第二ガイド部材３４を省略してもよい。詳しくは、第一伝動構造２５はねじ軸であり、第二伝動構造３９は複数のボールとナットを有する。ナットは、ボールを収容する内部チューブを有する。回転部材２が回転すると、第一伝動構造２５（ねじ軸）は、前記ボールが内部チューブを転動し、ナットが移動するように、第二伝動構造３９（ボール及びナット）を駆動する。それによって、移動部材３は、回動中心軸Ｘに沿って、フランジ面２０２１に近づく方向またはフランジ面２０２１から離れた方向に移動する。
【００４９】
上記のように、本考案に係る自己駆動挟持爪のケースと移動部材をそれぞれロボットアームの本体と末端部に接続することで、ロボットアームの操作可能な１つの自由度を挟持爪の開閉に変換して利用することができる。余分な駆動源を別途設置するコストや手間を省くことができる。また、ロボットアームの動作と挟持爪の動作を同じコントローラーで制御することができるので、操作がより便利になる。
【００５０】
上述の実施例は、本考案の実施形態を説明するものであり、本考案の特徴構成を説明するものであるが、本考案は上記の実施例に限定されるものではない。上記実施形態やその変形は、考案の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された考案とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１０００  自己駆動挟持爪
１  ケース
１１  ボディ
１１１  天板
１１２  側壁
１１２１  ウイング
１１３  収容空間
１２  ソケット
１２１  挟持部材
１３  第一ガイド部材
１３１  ガイドロッド
１４  第一貫通孔
１５  貫通溝
１６  枢設孔
１７  前方ケース
１７１  天板
１７２  側壁
１７２１  ウイング
１８  後方ケース
１９  第二締付け孔
２  回転部材
２１  第一プレート
２１１  接続面
２２  包囲部
２３  第一締付け孔
２４  シャフト
２５  第一伝動構造
２６  凹穴
３  移動部材
３１  第二プレート
３２  突出部
３３  溝部
３３１  凹入空間
３３２  溝壁
３４  第二ガイド部材
３４１  ガイド孔
３５  中央貫通孔
３６  軸受
３７  止め輪
３８  第二貫通孔
３９  第二伝動構造
４  爪部材
４１  枢設部材
４２  凸部
４２１  円弧状表面
５  第一締付け部材
６  第二締付け部材
２０００  ロボットアーム
２０１０  本体
２０２０  末端部
２０２１  フランジ面
２０２２  ロッキング孔
Ｘ  回動中心軸
【図１】
0003228486.tif 000003
【図２】
0003228486.tif 000004
【図３】
0003228486.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003228486.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0003228486.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
0003228486.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
0003228486.tif 000021
【図２０】
0003228486.tif 000022
【図２１】
0003228486.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月21日(2020.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
自己駆動挟持爪であって、ロボットアームに装着される自己駆動挟持爪であり、前記ロボットアームは、本体と末端部を備え、前記末端部は、フランジ面と、前記フランジ面に形成された少なくとも１つのロッキング孔を有し、前記フランジ面は、回動中心軸を定義し、
前記自己駆動挟持爪は、
前記本体に接続されるケースと、
前記ケース内に設置され、前記フランジ面に接続される接続面を有する回転部材と、
移動可能に前記ケース内に設置され、前記回転部材に接続され、少なく１つの溝部を有する移動部材と、
揺動可能に前記ケースに枢設され、一部が対応する前記溝部に当接する爪部材と、を備え、
前記回転部材が前記末端部に伴って回転すると、前記回転部材は、前記移動部材が前記回動中心軸に沿って直線運動するように駆動することで、前記爪部材が前記ケースに対して揺動するように駆動する自己駆動挟持爪。
【請求項２】
前記ケースは、さらに第一ガイド部材を有し、前記移動部材は、さらに第二ガイド部材を有し、前記第一ガイド部材と前記第二ガイド部材は、互いにマッチし、前記回転部材が前記フランジ面に伴って回転すると、前記第一ガイド部材は、前記移動部材が前記ケースに対して前記回動中心軸に沿って直線運動するようにガイドすることを特徴とする請求項１記載の自己駆動挟持爪。
【請求項３】
前記回転部材は、さらに第一伝動構造を有し、前記移動部材は、さらに第二伝動構造を有し、前記第一伝動構造と前記第二伝動構造は、互いにマッチし、前記回転部材が回転すると、前記第一伝動構造は、前記第二伝動構造に対して回転し、前記第二伝動構造を駆動し、前記第一ガイド部材と前記第二ガイド部材は、互いにマッチし、前記移動部材は、前記回動中心軸に沿って、前記フランジ面に近づく方向または前記フランジ面から離れた方向に移動することを特徴とする請求項２記載の自己駆動挟持爪。
【請求項４】
前記回転部材が第一回転方向に回転する場合に、前記移動部材は、前記回動中心軸に沿って第一方向に向けて移動し、前記回転部材が第二回転方向に回転する場合に、前記移動部材は、前記回動中心軸に沿って第二方向に向けて移動し、前記第二方向は、前記第一方向とは逆の方向であることを特徴とする請求項３記載の自己駆動挟持爪。
【請求項５】
前記第一ガイド部材は、前記回動中心軸に沿って延在して設置されるガイドロッドを有し、前記第二ガイド部材は、前記回動中心軸に沿って延在して設置されるガイド孔を有し、前記ガイドロッド及び前記ガイド孔は、それぞれ互いに対応する非円形状の断面を有することで、前記移動部材が前記回動中心軸に沿って移動するように制限することを特徴とする請求項４記載の自己駆動挟持爪。
【請求項６】
前記回転部材は、さらに包囲部を有し、前記第一伝動構造は、前記包囲部に形成された雌ねじであり、前記移動部材は、さらに突出部を有し、前記第二伝動構造は、前記突出部に形成された雄ねじであり、前記突出部は、前記包囲部内に設置され、前記雌ねじと前記雄ねじは、互いにマッチしていることを特徴とする請求項５記載の自己駆動挟持爪。
【請求項７】
前記移動部材は、さらに中央貫通孔と軸受を有し、前記中央貫通孔と前記ガイド孔は、互いに連通し、前記ガイド孔の断面は、前記中央貫通孔の断面より小さく、前記軸受は、前記中央貫通孔内に設置され、前記ガイドロッドに取り付けられることを特徴とする請求項６記載の自己駆動挟持爪。
【請求項８】
前記移動部材は、さらに止め輪を有し、前記突出部の内面には、溝が形成され、前記止め輪は、前記中央貫通孔内に設置され、前記溝に係合されることで、前記軸受を位置決めすることを特徴とする請求項７記載の自己駆動挟持爪。
【請求項９】
前記第一ガイド部材は、少なくとも１つのガイドロッドを有し、前記ガイドロッドは、前記回動中心軸に平行であり、前記第二ガイド部材は、少なくとも１つのガイド孔を有し、前記ガイド孔は、前記回動中心軸に平行であり、前記ガイドロッドと前記ガイド孔は、互いに対応してマッチしていることを特徴とする請求項４記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１０】
前記回転部材は、さらにシャフトを有し、前記第一伝動構造は、前記シャフトに形成された雄ねじであり、前記移動部材は、さらに中央貫通孔を有し、前記第二伝動構造は、前記中央貫通孔に形成された雌ねじであり、前記シャフトは、前記中央貫通孔に貫設され、前記雌ねじと前記雄ねじは、互いにマッチしていることを特徴とする請求項９記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１１】
前記回転部材は、さらに第一プレート及び少なくとも１つの凹穴を有し、前記第一プレートには、前記フランジ面に接続される前記接続面が形成され、前記凹穴は、前記第一プレートの周縁に形成され、前記ロッキング孔に対向することを特徴とする請求項１０記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１２】
前記回転部材は、さらに第一伝動構造を有し、前記移動部材は、さらに第二伝動構造を有し、前記第一伝動構造と前記第二伝動構造は、互いにマッチし、ボールネジ機構を形成し、前記回転部材が回転すると、前記第一伝動構造は、前記第二伝動構造に対して回転し、前記第二伝動構造を駆動することで、前記移動部材が前記回動中心軸に沿って前記フランジ面に近づく方向または前記フランジ面から離れた方向に移動するように駆動することを特徴とする請求項１記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１３】
前記回転部材が前記末端部に伴って回転すると、前記移動部材は、前記爪部材が掴み位置と開放位置に切り替えるように、前記回動中心軸の方向に沿って第一位置と第二位置との間に直線運動することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１４】
前記自己駆動挟持爪は、さらに少なくとも１つの第一締付け部材を有し、前記回転部材は、少なくとも１つの第一締付け孔を有し、前記第一締付け部材は、前記回転部材の前記接続面が前記末端部の前記フランジ面に接続されるように、前記第一締付け孔に設置されて前記末端部に固定されることを特徴とする請求項１３記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１５】
前記爪部材は、凸部を有し、前記凸部は、円弧状表面を有し、前記溝部は、凹入空間と溝壁を有し、前記爪部材の前記凸部は、前記凹入空間内に設置され、かつ前記溝壁に当接することを特徴とする請求項１４記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１６】
前記ケースは、少なくとも１つの貫通溝を有し、前記爪部材は、前記貫通溝を通して、前記凸部で前記溝部内に設置されることを特徴とする請求項１５記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１７】
前記爪部材は、さらに枢設部材を有し、前記爪部材は、前記枢設部材で回動可能に前記ケースに接続されることを特徴とする請求項１６記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１８】
前記ケースは、少なくとも１つの第一貫通孔を有し、前記移動部材は、少なくとも１つの第二貫通孔を有し、前記フランジ面が初期角度にある場合、前記第一貫通孔と前記第二貫通孔は前記第一締付け孔に対向し、前記第一締付け部材は、前記第一締付け孔を通して前記末端部の前記ロッキング孔に締付けられることを特徴とする請求項１７記載の自己駆動挟持爪。
【請求項１９】
前記自己駆動挟持爪は、さらに少なくとも１つの第二締付け部材を有し、前記ケースは、前記第二締付け部材によって前記ロボットアームの前記本体に設置されることを特徴とする請求項１４記載の自己駆動挟持爪。
【請求項２０】
前記ケースは、さらにボディ及びソケットを有し、前記ソケットは、前記ロボットアームの前記本体に固定され、前記ボディは、前記ソケットに固定されることを特徴とする請求項１９記載の自己駆動挟持爪。
【請求項２１】
前記ソケットは、複数の挟持部材を有し、前記第二締付け部材は、前記挟持部材が環状になってかつ前記本体の輪郭にマッチするように、前記挟持部材に設置されることを特徴とする請求項２０記載の自己駆動挟持爪。
【請求項２２】
前記ケースは、さらに少なくとも１つの第二締付け孔を有し、前記第二締付け部材は、前記第二締付け孔を通して、前記ケースを前記ロボットアームの前記本体に固定することを特徴とする請求項１９記載の自己駆動挟持爪。